专利名称：一种铋矿氟硅酸矿浆电解槽电极的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生产精炼铋的电解槽构件，更具体涉及一种铋矿氟硅酸矿浆电解槽电极。
背景技术：
国外金属铋的生产技术比较成熟，铋类化合物品种较多，应用领域较广，使用价值较高。其中金属铋主要生产方法有三种Bettertan-Kroll法、火法工艺和电解提纯工艺。其中的电解提纯工艺具有节能、环保的优势被同行业誉为“骄阳产业”。但铋矿氟硅酸矿浆电解槽工艺遇到了一个最大的困难就是电极构件的设计。
中国专利公开号CN1031117A公开了“一种粗铋电解提纯的工艺”其发明的构思是铋含量为70-95％的粗铋经氢氧化钠熔融化合除去锑元素，浇铸成一定形状的粗铋锭作为电解阳极，阴极采用石墨，或者精铋为材料。把电解阳极、阴极按一定的位置和间隔放置于电解槽。
上述工艺电解前必须先做粗铋锭，因此操作复杂，效率不高。正如本行业专家广为知道的那样，在电解槽中必须包括有一系列的电极构件，电极构件进行电连接时在电解槽中由它的支撑体来限定，这些支撑体起到电流分布器及支撑电极的作用。电极通常由合适的材料制成且有一定的机械强度，例如，用浇铸成一定形状的粗铋锭制阳极，石墨制阴极。
每一电极构件由一个所述的支撑体及相应的电极构成。所述电极构件安装在上述电解槽装置中，用诸如连接杆、支撑柱之类的合适的器件压在一起。从具体需要和实际经济考虑，电连接方式既可用串联也可用并联，在串联的情况下，加在电极终端构件上的电流可使属于同一个电极构件的电流分布面具有双向性，因此由支撑体的一个面支撑的电极就是电解池的阳极，而由其反面支撑的电极就是相邻电解池的阴极。在并联情况下，使用一系列的电接头输送电流，这些电接头连接着汇流排和每一块所述支撑体。这样，电流纵向地流过支撑体，然后通过支撑体传输至电极。铋矿氟硅酸矿浆电解工艺就是采用并联形式，将两个相邻电解池隔开的同一个导电支撑体支撑的两个电极具有相同极性。为了保证电解槽的电流尽可能均匀分布，就有必要把起电流分布作用的支撑体内部的电阻损耗减至最小程度。正如所知，电流的不均匀分布会导致能量损耗的增加以及使电极和连接馈电装置使用寿命缩短。电解槽越大，因此分布电流的支撑体也就越大，这样，电流更难分布均匀，所以，具有良好导电性能的材料是制作导电支撑体的理想材料。十分遗憾的是，表现出良好的导电性能的金属常常又不能承受住电解槽铋矿氟硅酸矿浆腐蚀性的环境。因此，实用中的金属基本上都是导电性较低的但却具有承受电解槽环境的能力，例如，采用钛或浇铸成一定形状的粗铋锭作阳极构件，采用镍或石墨作阴极构件。所以，实际上输送到距离与汇流排连接处较近的电流分布支撑体部分的电流，要比输送到距离与汇流排连接处较远的电流分布支撑体部分的电流大。
进一步遇到的问题就是所述电解槽的装配过程，这一过程包括将电极焊接至支撑装置的馈电母线上。若通过一个冲压过程在金属结构两侧获得支撑电极的装置，从而减少了安装的复杂性。这种同时起着电流分布支撑体作用的金属结构必须用抗蚀性材料制成，这样，由于上述原因，考虑到压制片的尺寸，必定会在一定程度上导致电流分布的不均匀，这就使它的应用受到了极其严格的限制。这样，为了获得电流分布基本上均匀的电极构件，例如像前述那样，采用适当数目的焊接点，然而为了使电阻引起的损耗降至最小，电极构件需要较大厚度，因此每一单个电极构件很重，而且铸模方法也不象冲压或模压方法那样简单和经济。更重要的一点是采用钛或浇铸成一定形状的粗铋锭制阳极，镍、石墨或钢制阴极还增加了生产成本。
发明内容
本实用新型可获得这样一种铋矿氟硅酸矿浆电解槽电极装置，即使它在大尺寸的情况下也能达到均匀的电流分布，并且它具有重量轻，装配过程简单而且经济的特点。
更具体地说，本实用新型的铋矿氟硅酸矿浆电解槽的电极具有两个一样的电极终端构件，其特征在于它的电极包括的阴阳电极终端构件均由具有一定面积的电极芯体和馈电连接装置组成，馈电连接装置位于电极芯体的上方，上述电极芯体由至少一片高度导电的金属构成，该电极芯体表面带有凸起肋条且具有外围凸起边。所述的芯体肋条是由冷压或热压芯体或一体铸模成型而得到的，且以基本等同的间距设置且基本上沿水平方向横向伸展。上述的芯体肋条具有基本上为梯形的横断面。上述馈电连接装置为一对形似展翅雄鹰的翅膀状的伸出翼缘，两翼缘的伸展宽度大于电极芯体的宽度。所述的馈电连接装置和电极芯体是由冷压或热压芯体或一体铸模成型而得到的。该馈电连接装置和电极芯体的材料最好使用铅。
使用这样的结构芯体所制得的电极，重量足够轻，电阻损耗显著减小，而且对尺寸大的电解槽情况也是这样，另外，装配方式简单，经济。
此外，在具有外围凸起边的情况下，就使电流传导芯体内的纵向电流传导路程减少至一半，因此促进了单均匀电流的获得。而且外围凸起边带来了更可靠的外部支撑强度。
使用本实用新型，尤其是直接将本实用新型的两伸出翼缘搭在汇流排母线上，可以实现本实用新型电极结构不同部件之间的机械连接和电连接，因为这类连接简单且容易进行，所以它是最佳连接。
依照传统技术，用点焊接与连续焊缝的方法，也可以实现本实用新型电极结构不同部件之间的机械连接和电连接，但这类连接接触电阻小，所以它也是可取的连接。
不同部件本身的尺寸要求不很严格，但尺寸的决定须考虑到电极应有足够的结构强度和平坦度。
工业用电解槽中，汇流排母线最好用一块具有适当厚度的铜片或铝片制成，而且母线表面要做防腐处理。
电极芯体上的凸起肋条基本上是平行、等距离以适当间隔分开的，例如，间隔为20-36厘米，而横向延伸方向基本上就是水平方向，电极芯体一侧上的肋条可以与另一侧上的肋条相对错开。
同样，肋条的形状要求也不严格例如，一个合适的形状实际是一个具有梯形的横截面形状，此梯形截面的窄底面的宽度大约是10-20毫米，而梯形的高度可能大约为20～2.5毫米。假如凸起肋条由一体铸模成型，实际上它就可便利用具有L形，U形或梯形的横截面。
在侵蚀性很强的氟硅酸溶液情况下Pb金属在其覆盖容易形成它的氧化物。因此该馈电连接装置和电极芯体的材料最好使用铅。
如上所述，本实用新型的电极不仅可以用于双极电解槽，而且可用于单极电解槽。在单极电解槽的情况下，阴阳电荷工作区位于电极芯体的两侧，很明显，电极芯体由同一种材料制得；相反，在双极电解槽的情况下，Pb制成的电极芯体无论是否被适当活化，都可以应用在阴极侧和阳极侧面上，同时电极使用Pb又降低了生产成本。本实用新型的馈电连接装置为一对形似展翅雄鹰的翅膀状的伸出翼缘，是直接用来搭在汇流排母线上实现不同部件之间的机械连接和电连接的，因为这类连接简单且容易进行，所以翼缘结构给更换电极带来了极大的方便。
图1所示是一个较佳实施方案的主视图，馈电连接装置和电极芯体是由一体铸模成型而得到的，而所说的馈电连接装置和电极芯体的材料仅仅是Pb金属。
图2所示是本实用新型图1的侧截面视图，其中反应的电极芯体表面带有凸起肋条。该芯体肋条是一体铸模成型而得到的，且以基本等同的间距设置，图中还反应出电极芯体肋条具有基本上为梯形的横断面且两面的肋条相互错开。
具体实施例以下是对本实用新型较佳实施方案的某些解释和参考资料，但必须知道，该实施方案不能用来构成对本实用新型的限制。现用下例参考附图描述本实用新型。
附图1反应的是一种铋矿氟硅酸矿浆电解槽上使用的具有两个一样的阴阳电极终端构件之一，该电极包括由600×900的电极芯体1和馈电连接装置2、3组成，馈电连接装置2、3位于电极芯体1的上方，上述电极芯体1表面带有凸起肋条4、5且具有外围凸起边6、7，所述的芯体肋条4、5是由一体铸模成型而得到的，且以260mm的等同间距设置且沿水平方向横向伸展。上述馈电连接装置为一对形似展翅雄鹰的翅膀状的伸出翼缘2、3，两翼缘的伸展宽度为840mm，该宽度尤其还要保证能直接将本实施例的两伸出翼缘搭在汇流排母线上。所述的馈电连接装置2、3和电极芯体1是由一体铸模成型而得到的，而所说的馈电连接装置2、3和电极芯体1的材料仅仅是Pb金属。
图2所示是本实用新型图1的侧截面视图，其中反应的电极芯体1表面带有凸起肋条4、5。该芯体肋条是一体铸模成型而得到的，且以260mm的等同间距设置，图中还反应出电极芯体肋条4、5具有基本上为梯形的横断面，且两面的肋条相互错开。
权利要求1.一种铋矿氟硅酸矿浆电解槽电极，包括成对彼此独立的阴阳电极终端构件，其特征在于阴阳电极终端构件的结构完全一样，即其阴阳电极终端构件均由具有一定面积的电极芯体(1)和馈电连接装置(2)、(3)组成，馈电连接装置(2)、(3)位于电极芯体(1)的上方，上述电极芯体(1)由至少一片高度导电的金属构成，该电极芯体表面带有凸起肋条(4)、(5)且具有外围凸起边(6)、(7)，上述馈电连接装置为一对形似展翅雄鹰的翅膀状的伸出翼缘(2)、(3)，两翼缘的伸展宽度大于电极芯体的宽度。
2.根据权利要求1所述的一种铋矿氟硅酸矿浆电解槽电极，其特征在于所述的芯体肋条(4)、(5)是由冷压或热压芯体或一体铸模成型而得到的，且以基本等同的间距设置且基本上沿水平方向横向伸展。
3.根据权利要求1所述的一种铋矿氟硅酸矿浆电解槽电极，其特征在于所述的芯体肋条(4)、(5)具有基本上为梯形的横断面。
4.根据权利要求1所述的一种铋矿氟硅酸矿浆电解槽电极，其特征在于所述的馈电连接装置(2)、(3)和电极芯体(1)是由冷压或热压芯体或一体铸模成型而得到的。
5.根据权利要求2或根据权利要求3所述的一种铋矿氟硅酸矿浆电解槽电极，其特征在于所述的馈电连接装置(2)、(3)和电极芯体(1)是使用纯铅一体铸模成型而得到的。
专利摘要本实用新型涉及一种铋矿氟硅酸矿浆电解槽电极。它包括的阴阳电极终端构件均由具有一定面积的电极芯体和馈电连接装置组成，馈电连接装置位于电极芯体的上方，上述电极芯体由至少一片高度导电的金属构成，该电极芯体表面带有凸起肋条且具有外围凸起边，馈电连接装置为一对形似展翅雄鹰的翅膀状的伸出翼缘。本实用新型主要用于铋矿氟硅酸矿浆电解槽做电极，它具有重量轻，装配过程简单而且经济的特点，即使它在大尺寸的情况下也能达到均匀的电流分布。
文档编号C25C7/00GK2586704SQ02277700
公开日2003年11月19日 申请日期2002年11月11日 优先权日2002年11月11日
发明者吴祖祥, 戴建国, 曹宏武 申请人:郴州金旺实业有限公司